DE19823231A1

DE19823231A1 - Dosiervorrichtung mit einem flexiblen Verdrängerelement

Info

Publication number: DE19823231A1
Application number: DE1998123231
Authority: DE
Inventors: Paul Gmeiner; Rolf Altemeier
Original assignee: Micafil AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 1999-12-02
Also published as: CH693153A5

Abstract

Die Vorrichtung dient der Erzeugung einer dosierten Menge einer fließfähigen Masse (2). Sie weist im wesentlichen einen durch ein flexibles, zwei- oder mehrwandiges Verdrängerelement (3) in zwei gegenläufig veränderliche Volumina unterteilten Druckbehälter auf. Eines der beiden Volumina dient der Aufnahme der fließfähigen Masse (2), ein zweites der Aufnahme einer inkompressiblen Dosierflüssigkeit (6). Zwei flexible Wände (31, 32) und ein zwischen zwei Flansche (70, 80) einer Flanschverbindung des Druckbehälters eingespannter, kreisringförmiger Außenrand (33) des Verdrängerelementes (3) schließen ein auf Leckage überwachtes Zwischenvolumen (35) ein. In den Außenrand (33) ist eine Durchführung (34) integriert, die das Zwischenvolumen (35) mit einem von einem Drucksensor (38) überwachten Vakuum (36) verbindet. DOLLAR A Diese Dosiervorrichtung zeichnet sich durch eine große Betriebssicherheit und geringen Wartungsbedarf aus. Durch die Überwachung des evakuierten Zwischenvolumens (35) auf Vakuumdichtheit werden Materialschwachstellen des Verdrängerelementes (3) sehr früh erkannt und angezeigt.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Vorrichtung zur Erzeugung einer dosierten Menge einer fliessfähigen Masse nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

STAND DER TECHNIK

Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf eine aus WO 88/04225 bekannte Dosiervorrichtung. Diese Dosiervorrichtung enthält einen mit einem durch ein flexibles, zwei- oder mehrwandiges Verdrängerelement, beispielsweise einen Faltenbalg oder eine Membran, in zwei gegenläufig veränderliche Volumina unterteilten Druckbehälter. Eines dieser beiden Volumen dient der Aufnahme der zu dosierenden, fliessfähigen Masse, ein zweites der Aufnahme eines inkompressiblen Dosiermittels, beispielsweise Hydrauliköl. Das Verdrängerelement weist zwei oder mehr Trennwände auf. Zwischen zwei benachbarten Trennwänden befindet sich ein mit einem Flüssigkeitsfilm ausgefüllter Zwischenraum, der mit der Umgebung ausserhalb des Druckbehälters verbunden ist. Im Falle eines Bruchs einer der beiden Trennwände löst ein Leckagemelder ein Signal aus.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein Bruch des Verdrängerelementes möglichst frühzeitig erkannt und das Eintreten von Dosiermittel in die mischfähige Masse und umgekehrt das Eindringen von mischfähiger Masse in das Dosiermittel mit grosser Sicherheit vermieden wird.

Die Dosiervorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich durch grosse Betriebssicherheit und geringen Wartungsbedarf aus. Durch die Überwachung eines evakuierten Zwischenvolumens auf Vakuumdichtheit werden Materialschwachstellen des Verdrängerelementes, welche früher oder später zu einem Bruch einer der Wände des Verdrängerelementes führen könnten, sehr früh erkannt und angezeigt. Sobald das Vakuum einen vorgebenen Wert überschreitet oder sobald ein übermässig grosser Druckanstieg diagnostiziert wird, kann ein Warnsignal abgegeben und die Dosiervorrichtung abgeschaltet werden. Verunreinigungen von Dosiermittel und/oder fliessfähiger Masse werden so mit grosser Sicherheit vermieden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen ist die erfindungsgemässe Dosiervorrichtung vereinfacht dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Dosiervorrichtung mit einem geschnitten dargestellten Druckbehälter, und

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Schnitt durch den Aussenrandes eines im Druckbehälter vorgesehenen Verdrängerelementes.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleichwirkende Teile. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein druck- und vakuumfest ausgebildeter Behälter zur Aufnahme einer fliessfähigen Masse 2 bezeichnet. Die fliessfähige Masse kann eine Ausgangskomponente einer Giessharzmischung enthalten und beispielsweise ein mit einem Füllstoff vermischtes flüssiges Epoxidharz oder ein mit einem Beschleuniger vermischter flüssiger Härter sein. Der Druckbehälter ist mittels eines als Membran ausgebildeten flexiblen Verdrängerelements 3 unterteilt in zwei gegenläufig veränderbare Volumina 4, 5. Das Volumen 4 nimmt die fliessfähige Masse 2 auf. Das Volumen 5 kann mit einem inkompressiblen, flüssigen Dosiermittel 6, wie vorzugsweise Öl, beaufschlagt werden. Das Volumen 4 liegt mit Vorteil über, zumindest aber neben dem Verdrängerelement 3, da so der überwiegende Teil der fliessfähige Masse 2 fortlaufend bewegt und daher eine unerwünschte Entmischung vermieden wird.

Der Druckbehälter 1 ist im wesentlichen kugelförmig ausgestaltet und jeweils von zwei gegensinnig gewölbten Schalen 7, 8 gebildet, zwischen denen das Verdrängerelement 3 eingespannt ist. Das Verdrängerelement 3 kann auch als Faltenbalg ausgebildet sein. In jedem Fall weist es eine derartige Flexibilität auf, dass es sich beim Füllen des Druckbehälters 2 über ein Einlassventil 9 mit fliessfähiger Masse 2 an die Schale 8 und beim Entfernen der fliessfähigen Masse 2 während eines Dosiervorgangs über ein Durchflussmessgerät 10 und ein Auslassventil 11 an die Schale 7 anlegen kann, ohne sich hierbei in unzulässiger Weise zu überdehnen. Der Druckbehälter 1 ist auf einen teilweise mit Dosiermittel 6 gefüllten Behälter 12 aufgesetzt. Dieser Behälter umschliesst ein im Boden des Druckbehälters 1 angeordnetes Ventil 13. Im Boden des Behälters 12 ist eine Öffnung 14 vorgesehen, welche in Wirkverbindung steht mit einem Ansaugstutzen einer das Dosiermittel in das Volumen 5 fördernden Dosiermittelpumpe 15.

Bei dieser Dosiervorrichtung wird bei geöffnetem Ventil 13 das Volumen 4 zunächst über das Einlassventil 9 mit fliessfähiger Masse 2 gefüllt. Hierbei verdrängt das als Membran oder Faltenbalg ausgebildete Verdrängerelement 3 das Dosiermittel 6 über das Ventil 13 aus dem Volumen 5 in den Behälter 12 und legt sich an die Schale 8 an. Für einen Dosiervorgang werden die Ventile 9 und 13 geschlossen und wird das Auslassventil 11 geöffnet. Bei eingeschalteter Pumpe 15 wird nun Dosiermittel 6 in das Volumen 5 gefördert und eine der geförderten Dosiermittelmenge entsprechende Menge an fliessfähige Masse 2 durch eine Aufwärtsbewegung der Membran 3 aus dem Volumen 4 verdrängt. Die verdrängte Menge kann über das Durchflussmessgerät 10 direkt oder über die geförderte Menge des Dosiermittels indirekt gemessen werden.

Bei diesen Vorgängen ist das Verdrängerelement 3 fortlaufend Verformungskräften ausgesetzt. Um eine hohe Betriebssicherheit der Dosiervorrichtung nach Fig. 1 zu erreichen, ist das Verdrängerelement 3 doppel- oder mehrwandig ausgebildet und wird zugleich auf Vakuumdichtigkeit überprüft.

Die Mittel, um dies zu erreichen, sind aus Fig. 2 ersichtlich. In dieser Figur ist ein Teil des Druckbehälters 1 dargestellt. Das zwischen zwei Flanschen 70 und 80 des Druckbehälters 1 eingespannte Verdrängerelement 3 ist aus zwei schichtförmig aufeinanderliegenden, flexiblen Wänden 31, 32 aufgebaut und weist einen kreisringförmigen metallenen Aussenrand 33 auf, in den eine Gasdurchführung 34 integriert ist. Der Aussenrand 33 und die beiden flexiblen Wände 31, 32 begrenzen ein Zwischenvolumen 35. Die Durchführung 34 weist mindestens einen vorwiegend radial geführten, das Zwischenvolumen 35 mit einem Vakuum 36 verbindenden Durchgangskanal 37 auf. Das Vakuum 36 wird von einem Drucksensor 38 überwacht. In die den beiden Flanschen 70, 80 zugewandten Stirnflächen des Aussenrandes 33 ist je eine ins Druckbehälterinnere geführte, kreisringförmige Materialausnehmung eingeformt. In jeder der beiden Materialausnehmungen ist ein kreisringförmiger Endabschnitt 39, 40 der beiden Wände 31, 32 angeordnet und nach Art eines Dichtungsringes zwischen dem zugeordneten Flansch 70, 80 und dem Aussenrand 33 verspannt.

Bei Undichtigkeit und/oder Bruch einer oder beider Wände 31, 32 tritt fliessfähige Masse und/oder Dosiermittel in das Zwischenvolumen 35, wodurch sich der Druck im dort herrschenden Vakuum erhöht. Der Drucksensor 38 erkennt aus der Steilheit des Druckanstiegs, dass das Verdrängerelement 3 eine Leckstelle aufweist und kann in einem sehr frühen Stadium der Leckstellenbildung, wenn erst vernachlässigbar kleine Mengen an fliessfähiger Masse und/oder Dosiermittel in das Zwischenvolumen 35 eingedrungen sind, erkennen, dass das Verdrängerelement 3 beschädigt ist. Sobald der Drucksensor 38 einen oberhalb eines ersten Grenzwertes liegenden Druckanstieg ermittelt, gibt eine nicht dargestellte Steuervorrichtung ein eine Undichtigkeit oder einen Bruch des Verdrängerelements 3 anzeigendes Warnsignal ab. Zugleich oder oberhalb eines höher liegenden zweiten Grenzwertes wird ein Steuersignal erzeugt, welches die Dosiermittelpumpe 15 abschaltet. Es wird so mit grosser Sicherheit ein Eindringen von Dosiermittel in die fliessfähige Masse und umgekehrt von fliessfähiger Masse in das Dosiermittel verhindert.

Bezugszeichenliste

1

Druckbehälter

2

fliessfähige Masse

3

Verdrängerelement

4

,

5

Volumina

6

flüssigen Fluid

6

7

,

8

Schalen

9

Einlassventil

10

Durchflussmessgerät

11

Auslassventil

12

Behälter

13

Ventil

14

Öffnung

15

Pumpe

31

,

32

flexible Wänden

33

Aussenrand

34

Durchführung

35

Zwischenvolumen

36

Vakuum

37

Durchgangskanal

38

Drucksensor

39

,

40

Endabschnitte

70

,

80

Flansche

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer dosierten Menge einer fliessfähigen Masse (2) mit einem durch ein flexibles, zwei- oder mehrwandiges Verdrängerelement (3) in zwei gegenläufig veränderliche Volumina (4, 5) unterteilten Druckbehälter (1), bei der ein erstes Volumen (4) der Aufnahme der fliessfähigen Masse (2) und ein zweites (5) der Aufnahme einer inkompressiblen Dosierflüssigkeit (6) dient, und bei der eine erste (31) und eine zweite Wand (32) des Verdrängerelementes (3) ein auf Leckage überwachtes Zwischenvolumen (35) einschliessen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerelement (3) einen im wesentlichen kreisringförmigen Aussenrand (33) aufweist, welcher zwischen zwei Flansche (70, 80) einer Flanschverbindung des Druckbehälters (1) eingespannt und in dem eine Durchführung (34) angeordnet ist, die das Zwischenvolumen (35) mit einem von einem Drucksensor (38) überwachten Vakuum (36) verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung (34) mindestens einen vorwiegend radial geführten, das Zwischenvolumen (35) mit dem Vakuum (36) verbindenden Durchgangskanal (37) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die den beiden Flanschen (70, 80) zugewandten Stirnflächen des Aussenrandes (33) je eine ins Druckbehälterinnere geführte, kreisringförmige Materialausnehmung eingeformt ist, in die jeweils ein kreisringförmiger Endabschnitt (39, 40) der beiden Wände (31, 32) angeordnet und nach Art eines Dichtungsringes zwischen dem zugeordneten Flansch (70, 80) und dem Aussenrand (33) verspannt ist.